JPH11230162A - 流体軸受装置 - Google Patents
流体軸受装置Info
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- JPH11230162A JPH11230162A JP10026274A JP2627498A JPH11230162A JP H11230162 A JPH11230162 A JP H11230162A JP 10026274 A JP10026274 A JP 10026274A JP 2627498 A JP2627498 A JP 2627498A JP H11230162 A JPH11230162 A JP H11230162A
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- pressure generating
- thrust
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
- F16C33/10—Construction relative to lubrication
- F16C33/1025—Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
- F16C33/106—Details of distribution or circulation inside the bearings, e.g. details of the bearing surfaces to affect flow or pressure of the liquid
- F16C33/107—Grooves for generating pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/04—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only
- F16C17/045—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure, e.g. spiral groove thrust bearings
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/10—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load
- F16C17/102—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure
- F16C17/107—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure with at least one surface for radial load and at least one surface for axial load
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B19/00—Driving, starting, stopping record carriers not specifically of filamentary or web form, or of supports therefor; Control thereof; Control of operating function ; Driving both disc and head
- G11B19/20—Driving; Starting; Stopping; Control thereof
- G11B19/2009—Turntables, hubs and motors for disk drives; Mounting of motors in the drive
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/08—Structural association with bearings
- H02K7/086—Structural association with bearings radially supporting the rotor around a fixed spindle; radially supporting the rotor directly
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16C2370/12—Hard disk drives or the like
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
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- G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
- G11B5/52—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with simultaneous movement of head and record carrier, e.g. rotation of head
- G11B5/53—Disposition or mounting of heads on rotating support
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- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高速回転、高温の環境下で発生する潤滑流体
の不足によるロックや焼き付けを防止できる流体軸受装
置を提供することを目的とする。 【解決手段】 スラスト側動圧発生部に形成された動圧
発生用グルーブ１５，１６の最大圧力発生部位の位置２
３を、スラスト側動圧発生部のラジアル方向の１／２よ
りも固定スラスト板９の外径側に設定したもので、高速
回転、高温の環境下で発生する潤滑流体の不足によるモ
ータのロックや焼き付けを防止できる。
の不足によるロックや焼き付けを防止できる流体軸受装
置を提供することを目的とする。 【解決手段】 スラスト側動圧発生部に形成された動圧
発生用グルーブ１５，１６の最大圧力発生部位の位置２
３を、スラスト側動圧発生部のラジアル方向の１／２よ
りも固定スラスト板９の外径側に設定したもので、高速
回転、高温の環境下で発生する潤滑流体の不足によるモ
ータのロックや焼き付けを防止できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＯＡ機器やＡＶ機
器に使用される流体軸受装置に関するものである。
器に使用される流体軸受装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】流体軸受装置は、テーブル型ＶＴＲやカ
メラ一体型ＶＴＲの回転ヘッドシリンダ，レーザー複写
機のポリゴンスキャナーモータ、フロッピーディスク装
置やハードディスク装置の記録媒体の回転駆動部に採用
されている。
メラ一体型ＶＴＲの回転ヘッドシリンダ，レーザー複写
機のポリゴンスキャナーモータ、フロッピーディスク装
置やハードディスク装置の記録媒体の回転駆動部に採用
されている。
【０００３】具体的には、ハードディスク装置ではその
メモリー容量が増大し、またデータの転送速度が高速化
しているため、この種の記録装置に用いられるディスク
回転装置は高速、高精度回転が必要となっている。
メモリー容量が増大し、またデータの転送速度が高速化
しているため、この種の記録装置に用いられるディスク
回転装置は高速、高精度回転が必要となっている。
【０００４】その回転主軸部には、米国特許第５５０４
６３７号公報に開示されるような流体軸受装置が用いら
れている。これは図６と図７に示すように構成されてい
る。
６３７号公報に開示されるような流体軸受装置が用いら
れている。これは図６と図７に示すように構成されてい
る。
【０００５】固定軸１とこの固定軸１に枢支された回転
スリーブ２を有している。固定軸１の基端は下ケース３
に固定されている。回転スリーブ２の外周にはハードデ
ィスク４が取り付けられている。
スリーブ２を有している。固定軸１の基端は下ケース３
に固定されている。回転スリーブ２の外周にはハードデ
ィスク４が取り付けられている。
【０００６】固定軸１と回転スリーブ２との間に形成さ
れたラジアル側動圧発生部５は、固定軸１の外周面に動
圧発生溝６が形成されている。固定軸１の先端には、こ
の固定軸１に螺合する雄ねじ部７が形成された延長軸８
によって固定スラスト板９が取り付けられている。
れたラジアル側動圧発生部５は、固定軸１の外周面に動
圧発生溝６が形成されている。固定軸１の先端には、こ
の固定軸１に螺合する雄ねじ部７が形成された延長軸８
によって固定スラスト板９が取り付けられている。
【０００７】回転スリーブ２の側には、固定スラスト板
９に対応して凹部１０が形成されている。この凹部１０
の開口部は、中心に前記延長軸８の外径より大径の中心
孔１１が穿設された回転スラスト板１２によって閉塞し
てネジ１３で回転スリーブ２に係止されている。
９に対応して凹部１０が形成されている。この凹部１０
の開口部は、中心に前記延長軸８の外径より大径の中心
孔１１が穿設された回転スラスト板１２によって閉塞し
てネジ１３で回転スリーブ２に係止されている。
【０００８】このようにして、回転スリーブ２の側の前
記凹部１０と固定スラスト板９と回転スラスト板１２と
の間に形成されたスラスト側動圧発生部１４は、固定ス
ラスト板９の上面と下面に動圧発生溝１５，１６が形成
されている。このスラスト側動圧発生部１４と前記ラジ
アル側動圧発生部５とには、潤滑流体が充填されてい
る。
記凹部１０と固定スラスト板９と回転スラスト板１２と
の間に形成されたスラスト側動圧発生部１４は、固定ス
ラスト板９の上面と下面に動圧発生溝１５，１６が形成
されている。このスラスト側動圧発生部１４と前記ラジ
アル側動圧発生部５とには、潤滑流体が充填されてい
る。
【０００９】下ケース３には固定軸１の基端部の周囲に
ステータ巻線１７が配置され、回転スリーブ２の内周部
には前記ステータ巻線１７に対向してマグネット１８が
取り付けられている。また、延長軸８は上ケース１９に
ネジ２０で固定されている。
ステータ巻線１７が配置され、回転スリーブ２の内周部
には前記ステータ巻線１７に対向してマグネット１８が
取り付けられている。また、延長軸８は上ケース１９に
ネジ２０で固定されている。
【００１０】このように構成された流体軸受装置は、ス
テータ巻線１７を励磁すると、回転スリーブ２を介して
ハードディスク４が、下ケース３と上ケース１９との間
に形成された密閉空間で高速回転する。
テータ巻線１７を励磁すると、回転スリーブ２を介して
ハードディスク４が、下ケース３と上ケース１９との間
に形成された密閉空間で高速回転する。
【００１１】固定軸１に対して回転スリーブ２が回転す
ることによって、潤滑流体をポンピングして回転スリー
ブ２が非接触回転している。スラスト側動圧発生部１４
の動圧発生溝１５，１６についてはこの米国特許第５５
０４６３７号公報については具体的に記載されていない
が、一般的には特公昭５９−４５８４４号公報などに見
られるように構成される。これは、図８に示すように動
圧発生用グルーブを円周方向のヘリングボーン溝２２で
構成し、このヘリングボーンの頂点を結ぶ位置２３を、
スラスト側動圧発生部のラジアル方向の１／２の位置に
なるように設定されている。
ることによって、潤滑流体をポンピングして回転スリー
ブ２が非接触回転している。スラスト側動圧発生部１４
の動圧発生溝１５，１６についてはこの米国特許第５５
０４６３７号公報については具体的に記載されていない
が、一般的には特公昭５９−４５８４４号公報などに見
られるように構成される。これは、図８に示すように動
圧発生用グルーブを円周方向のヘリングボーン溝２２で
構成し、このヘリングボーンの頂点を結ぶ位置２３を、
スラスト側動圧発生部のラジアル方向の１／２の位置に
なるように設定されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、次の様な問題点がある。このタイプは極
めて高速回転するとともに、スラスト動圧部の上部はオ
ープンになっているため、潤滑流体の使用中の温度上昇
や高温下環境での使用による潤滑流体膨張、潤滑流体に
含まれる気泡（空気）が温度上昇や高温下環境での使用
による温度膨張、潤滑流体の注入時のディスペンサーの
注入量のバラツキにより多く注入される、などの諸要因
によってスラスト動圧部分の潤滑流体が漏れやすい固有
のデメリットを有している。
うな構成では、次の様な問題点がある。このタイプは極
めて高速回転するとともに、スラスト動圧部の上部はオ
ープンになっているため、潤滑流体の使用中の温度上昇
や高温下環境での使用による潤滑流体膨張、潤滑流体に
含まれる気泡（空気）が温度上昇や高温下環境での使用
による温度膨張、潤滑流体の注入時のディスペンサーの
注入量のバラツキにより多く注入される、などの諸要因
によってスラスト動圧部分の潤滑流体が漏れやすい固有
のデメリットを有している。
【００１３】本発明は、高速回転、高温の環境下で発生
する潤滑流体の不足による軸受のロックや焼き付けを防
止できる流体軸受装置を提供することを目的とする。
する潤滑流体の不足による軸受のロックや焼き付けを防
止できる流体軸受装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の流体軸受装置
は、スラスト側動圧発生部に形成された動圧発生用グル
ーブの最大圧力発生部位の位置を、スラスト側動圧発生
部のラジアル方向の１／２よりも固定スラスト板の外径
側に設定したことを特徴とする。
は、スラスト側動圧発生部に形成された動圧発生用グル
ーブの最大圧力発生部位の位置を、スラスト側動圧発生
部のラジアル方向の１／２よりも固定スラスト板の外径
側に設定したことを特徴とする。
【００１５】この構成によると、高速回転、高温の環境
下で発生する潤滑流体の不足によるモータのロックや焼
き付けを防止できる。
下で発生する潤滑流体の不足によるモータのロックや焼
き付けを防止できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】請求項１記載の流体軸受装置は、
少なくとも一方の端部が固定された固定軸とこの固定軸
に回動自在に枢支された回転スリーブとの間に潤滑流体
をポンピングして非接触回転する流体軸受装置であっ
て、固定軸の側には固定スラスト板を設け、回転スリー
ブの側には前記固定スラスト板の下面と上面および前記
下面と上面をつなぐ外周面に沿った対向面で構成される
凹部を設け、前記固定軸の外周面と前記回転スリーブの
中心孔の内周面とで形成されるラジアル側動圧発生部に
動圧発生用グルーブを形成し、前記固定スラスト板と前
記回転スリーブの開口部の内周面と前記固定スラスト板
との対向面で形成されるスラスト側動圧発生部に動圧発
生用グルーブを形成し、前記ラジアル側動圧発生部およ
び前記スラスト側動圧発生部に潤滑流体を充填し、スラ
スト側動圧発生部に形成された動圧発生用グルーブの最
大圧力発生部位の位置を、スラスト側動圧発生部のラジ
アル方向の１／２よりも固定スラスト板の外径側に設定
したことを特徴とする。
少なくとも一方の端部が固定された固定軸とこの固定軸
に回動自在に枢支された回転スリーブとの間に潤滑流体
をポンピングして非接触回転する流体軸受装置であっ
て、固定軸の側には固定スラスト板を設け、回転スリー
ブの側には前記固定スラスト板の下面と上面および前記
下面と上面をつなぐ外周面に沿った対向面で構成される
凹部を設け、前記固定軸の外周面と前記回転スリーブの
中心孔の内周面とで形成されるラジアル側動圧発生部に
動圧発生用グルーブを形成し、前記固定スラスト板と前
記回転スリーブの開口部の内周面と前記固定スラスト板
との対向面で形成されるスラスト側動圧発生部に動圧発
生用グルーブを形成し、前記ラジアル側動圧発生部およ
び前記スラスト側動圧発生部に潤滑流体を充填し、スラ
スト側動圧発生部に形成された動圧発生用グルーブの最
大圧力発生部位の位置を、スラスト側動圧発生部のラジ
アル方向の１／２よりも固定スラスト板の外径側に設定
したことを特徴とする。
【００１７】請求項２記載の流体軸受装置は、請求項１
において、スラスト側動圧発生部における回転スラスト
側の有効内径をｄ１，固定スラスト板の外径をｄ２，ス
ラスト側動圧発生部に形成された動圧発生用グルーブの
最大圧力発生部位の径をｄ３とした場合に、 ｄ２2 − ｄ３2 ≒ ｄ３2 − ｄ１2 に設定したことを特徴とする。
において、スラスト側動圧発生部における回転スラスト
側の有効内径をｄ１，固定スラスト板の外径をｄ２，ス
ラスト側動圧発生部に形成された動圧発生用グルーブの
最大圧力発生部位の径をｄ３とした場合に、 ｄ２2 − ｄ３2 ≒ ｄ３2 − ｄ１2 に設定したことを特徴とする。
【００１８】請求項３記載の流体軸受装置は、請求項１
において、スラスト側動圧発生部における動圧発生用グ
ルーブを、円周方向のヘリングボーン溝で構成し、この
ヘリングボーンの頂点を結ぶ位置を、スラスト側動圧発
生部のラジアル方向の１／２よりも固定スラスト板の外
径側に設定したことを特徴とする。
において、スラスト側動圧発生部における動圧発生用グ
ルーブを、円周方向のヘリングボーン溝で構成し、この
ヘリングボーンの頂点を結ぶ位置を、スラスト側動圧発
生部のラジアル方向の１／２よりも固定スラスト板の外
径側に設定したことを特徴とする。
【００１９】請求項４記載の流体軸受装置は、請求項
１，請求項３において、基端がケーシングに取り付けら
れた固定軸と、前記固定軸に回転自在に取り付けられ前
記固定軸の先端に対応して前記固定軸よりも大径の開口
部が端部に形成され外周部に負荷が取り付けられた回転
スリーブと、中央に貫通孔が穿設された円盤で前記固定
軸の先端に取り付けられ下面が回転スリーブの前記開口
部の底面に対向して外周面が前記開口部の内周面に対向
する固定スラスト板と、基端が前記固定軸の先端に螺合
して固定スラスト板を前記固定軸に係止する延長軸と、
円盤で前記回転スリーブの開口部に取り付けられ中央に
穿設された貫通孔に前記延長軸が挿通された回転スラス
ト板とを設け、前記固定軸の外周面と前記回転スリーブ
の中心孔の内周面とで形成されるラジアル側動圧発生部
に動圧発生用グルーブを形成し、前記固定スラスト板と
前記回転スリーブの開口部の内周面と前記固定スラスト
板との対向面で形成されるスラスト側動圧発生部に動圧
発生用グルーブを形成し、前記ラジアル側動圧発生部お
よび前記スラスト側動圧発生部に潤滑流体を充填し、ス
ラスト側動圧発生部における回転スラスト側の有効内径
をｄ１、固定スラスト板の外径をｄ２、スラスト側動圧
発生部に形成された動圧発生用グルーブの最大圧力発生
部位の径をｄ３、回転スリーブの前記開口部の内径をｄ
４とした場合に、 ｄ２（ｄ４−ｄ２） ＞ ｄ１（（ｄ３−ｄ１）−（ｄ
２−ｄ３）） に設定したことを特徴とする。
１，請求項３において、基端がケーシングに取り付けら
れた固定軸と、前記固定軸に回転自在に取り付けられ前
記固定軸の先端に対応して前記固定軸よりも大径の開口
部が端部に形成され外周部に負荷が取り付けられた回転
スリーブと、中央に貫通孔が穿設された円盤で前記固定
軸の先端に取り付けられ下面が回転スリーブの前記開口
部の底面に対向して外周面が前記開口部の内周面に対向
する固定スラスト板と、基端が前記固定軸の先端に螺合
して固定スラスト板を前記固定軸に係止する延長軸と、
円盤で前記回転スリーブの開口部に取り付けられ中央に
穿設された貫通孔に前記延長軸が挿通された回転スラス
ト板とを設け、前記固定軸の外周面と前記回転スリーブ
の中心孔の内周面とで形成されるラジアル側動圧発生部
に動圧発生用グルーブを形成し、前記固定スラスト板と
前記回転スリーブの開口部の内周面と前記固定スラスト
板との対向面で形成されるスラスト側動圧発生部に動圧
発生用グルーブを形成し、前記ラジアル側動圧発生部お
よび前記スラスト側動圧発生部に潤滑流体を充填し、ス
ラスト側動圧発生部における回転スラスト側の有効内径
をｄ１、固定スラスト板の外径をｄ２、スラスト側動圧
発生部に形成された動圧発生用グルーブの最大圧力発生
部位の径をｄ３、回転スリーブの前記開口部の内径をｄ
４とした場合に、 ｄ２（ｄ４−ｄ２） ＞ ｄ１（（ｄ３−ｄ１）−（ｄ
２−ｄ３）） に設定したことを特徴とする。
【００２０】本発明の実施の形態を図１〜図５に基づい
て説明する。図１はハードディスク装置に使用した流体
軸受装置を示す。この流体軸受装置は固定軸両持ち構造
で図示されているが、固定軸片持ち構造としても使用で
きる。
て説明する。図１はハードディスク装置に使用した流体
軸受装置を示す。この流体軸受装置は固定軸両持ち構造
で図示されているが、固定軸片持ち構造としても使用で
きる。
【００２１】図１に示した全体的な構成は図６，図７に
示した従来の構成と同一であるが、細部においては異な
る。なお、従来例と同様の作用を成すものには同一の符
号を付けて説明する。
示した従来の構成と同一であるが、細部においては異な
る。なお、従来例と同様の作用を成すものには同一の符
号を付けて説明する。
【００２２】図１において、固定軸１の基端はネジ２４
で下ケース３に固定されている。回転スリーブ２の側に
は、固定軸１の先端に固定スラスト板９が延長軸８によ
って取り付けられている。
で下ケース３に固定されている。回転スリーブ２の側に
は、固定軸１の先端に固定スラスト板９が延長軸８によ
って取り付けられている。
【００２３】回転スリーブ２の側には、前記固定スラス
ト板９の下面と上面および前記下面と上面をつなぐ外周
面に沿った対向面で構成される凹部１０を設け、固定軸
１と回転スリーブ２との間に形成されたラジアル側動圧
発生部５の一端部に、固定スラスト板９と凹部１０とで
形成されたスラスト側動圧発生部１４が形成されてい
る。ラジアル側動圧発生部５は固定軸１の外周面に動圧
発生溝６が形成されている。スラスト側動圧発生部１４
は固定スラスト板９の上面に動圧発生溝１５が形成さ
れ、固定スラスト板９の下面に動圧発生溝１６が形成さ
れている。
ト板９の下面と上面および前記下面と上面をつなぐ外周
面に沿った対向面で構成される凹部１０を設け、固定軸
１と回転スリーブ２との間に形成されたラジアル側動圧
発生部５の一端部に、固定スラスト板９と凹部１０とで
形成されたスラスト側動圧発生部１４が形成されてい
る。ラジアル側動圧発生部５は固定軸１の外周面に動圧
発生溝６が形成されている。スラスト側動圧発生部１４
は固定スラスト板９の上面に動圧発生溝１５が形成さ
れ、固定スラスト板９の下面に動圧発生溝１６が形成さ
れている。
【００２４】図２に示すように、固定スラスト板９の厚
さをｔとし、凹部１０の開口部の幅をΔＬとした場合
に、スラスト側動圧発生部１４の開放端のラジアル方向
の隙間Δｄ（図３を参照）を、 Δｄ ＞ ΔＬ −
ｔ に設定した。
さをｔとし、凹部１０の開口部の幅をΔＬとした場合
に、スラスト側動圧発生部１４の開放端のラジアル方向
の隙間Δｄ（図３を参照）を、 Δｄ ＞ ΔＬ −
ｔ に設定した。
【００２５】ラジアル側動圧発生部５からスラスト側動
圧発生部１４にわたっては潤滑流体２１を充填した。使
用した潤滑流体は、９５パーセント以上がエステル油を
用い、残りの５パーセント以下は、鉱油、オレフィン、
炭化水素などである。その表面張力は２５ｄｙｎ／ｃｍ
（ａｔ２９℃）以上に調製した。
圧発生部１４にわたっては潤滑流体２１を充填した。使
用した潤滑流体は、９５パーセント以上がエステル油を
用い、残りの５パーセント以下は、鉱油、オレフィン、
炭化水素などである。その表面張力は２５ｄｙｎ／ｃｍ
（ａｔ２９℃）以上に調製した。
【００２６】また、図１においてラジアル側動圧発生部
５の下端に位置する前記回転スリーブ２と固定軸１との
隙間は、固定軸１の径が基端部に向かって次第に細くな
るテーパ部１ａを有しており、これに対応する回転スリ
ーブ２の内径もラジアル側動圧発生部５の部分よりも大
径に形成されており、表面張力によって潤滑流体が入り
込まない区間がこの両者によって形成されている。
５の下端に位置する前記回転スリーブ２と固定軸１との
隙間は、固定軸１の径が基端部に向かって次第に細くな
るテーパ部１ａを有しており、これに対応する回転スリ
ーブ２の内径もラジアル側動圧発生部５の部分よりも大
径に形成されており、表面張力によって潤滑流体が入り
込まない区間がこの両者によって形成されている。
【００２７】回転スリーブ２は材質が銅合金およびアル
ミ合金で作成されており、磁気の漏洩を低減するために
磁性鋼板２５がマグネット１８との間に介装されてい
る。このように構成したため、ステータ巻線１７を励磁
すると、回転スリーブ２を介してハードディスク４が、
下ケース３と上ケース１９との間に形成された密閉雰囲
気Ｓで高速回転し、固定軸１に対して回転スリーブ２が
回転することによって、潤滑流体をポンピングして回転
スリーブ２が非接触回転する。
ミ合金で作成されており、磁気の漏洩を低減するために
磁性鋼板２５がマグネット１８との間に介装されてい
る。このように構成したため、ステータ巻線１７を励磁
すると、回転スリーブ２を介してハードディスク４が、
下ケース３と上ケース１９との間に形成された密閉雰囲
気Ｓで高速回転し、固定軸１に対して回転スリーブ２が
回転することによって、潤滑流体をポンピングして回転
スリーブ２が非接触回転する。
【００２８】回転中のスラスト側動圧発生部１４におけ
る固定スラスト板９の上面と回転スラスト板１２の下面
との隙間は５μｍ、固定スラスト板９の下面とこの下面
と回転スリーブ２との対向面との隙間は１０μｍの場合
に好適な性能が得られた。これは ΔＬ ＝ ｔ ＋ １５μｍ と表現できる。
る固定スラスト板９の上面と回転スラスト板１２の下面
との隙間は５μｍ、固定スラスト板９の下面とこの下面
と回転スリーブ２との対向面との隙間は１０μｍの場合
に好適な性能が得られた。これは ΔＬ ＝ ｔ ＋ １５μｍ と表現できる。
【００２９】スラスト方向の耐衝撃性能の向上の観点か
らは、この隙間は小さい方が好ましいが、現実的な加工
精度の信頼性からは、下限は ΔＬ ＝ ｔ ＋ １０μｍ が限界であった。また、目標値となる５００Ｇ耐衝撃の
許容範囲から上限は ΔＬ ＝ ｔ ＋ ３０μｍ が限界であった。したがって、許容範囲は、 ΔＬ ＝ ｔ ＋ １０μｍ〜３０μｍ と表現できる。図４はこの隙間と耐衝撃の測定結果を示
す。
らは、この隙間は小さい方が好ましいが、現実的な加工
精度の信頼性からは、下限は ΔＬ ＝ ｔ ＋ １０μｍ が限界であった。また、目標値となる５００Ｇ耐衝撃の
許容範囲から上限は ΔＬ ＝ ｔ ＋ ３０μｍ が限界であった。したがって、許容範囲は、 ΔＬ ＝ ｔ ＋ １０μｍ〜３０μｍ と表現できる。図４はこの隙間と耐衝撃の測定結果を示
す。
【００３０】加工精度を上げずに、しかも実用的な範囲
で目標値となる耐衝撃値を下げた場合には、 ΔＬ ＝ ｔ ＋ ２０μｍ〜４０μｍ が許容範囲であった。
で目標値となる耐衝撃値を下げた場合には、 ΔＬ ＝ ｔ ＋ ２０μｍ〜４０μｍ が許容範囲であった。
【００３１】さらに、図３に示すように、上記のように
固定スラスト板９の上面と回転スラスト板１２の下面と
の隙間が５μｍで、ΔＬ ＝ ｔ ＋ １５μｍ の場
合の開放端のラジアル方向の隙間Δｄを、使用している
潤滑流体の表面張力によってこの潤滑流体が入り込まな
い隙間として１５μｍに設定して、運転中のスラスト側
動圧発生部の開放端から外部への潤滑流体の飛散を検証
すると、潤滑流体の飛散は確認できなかった。ラジアル
方向の隙間Δｄの許容範囲は Δｄ ＞ ΔＬ − ｔ であった。
固定スラスト板９の上面と回転スラスト板１２の下面と
の隙間が５μｍで、ΔＬ ＝ ｔ ＋ １５μｍ の場
合の開放端のラジアル方向の隙間Δｄを、使用している
潤滑流体の表面張力によってこの潤滑流体が入り込まな
い隙間として１５μｍに設定して、運転中のスラスト側
動圧発生部の開放端から外部への潤滑流体の飛散を検証
すると、潤滑流体の飛散は確認できなかった。ラジアル
方向の隙間Δｄの許容範囲は Δｄ ＞ ΔＬ − ｔ であった。
【００３２】スラスト側動圧発生部１４における固定ス
ラスト板９の上面に形成された動圧発生溝１５は、図５
に示すように円周方向のヘリングボーン溝２２で構成
し、このヘリングボーン溝２２の頂点を結ぶ位置２３
を、スラスト側動圧発生部のラジアル方向の１／２より
も固定スラスト板９の外径側に設定されている。
ラスト板９の上面に形成された動圧発生溝１５は、図５
に示すように円周方向のヘリングボーン溝２２で構成
し、このヘリングボーン溝２２の頂点を結ぶ位置２３
を、スラスト側動圧発生部のラジアル方向の１／２より
も固定スラスト板９の外径側に設定されている。
【００３３】ヘリングボーン溝２２の頂点を結ぶ位置２
３は、スラスト側動圧発生部に形成された最大圧力発生
部位であって、運転中のスラスト側動圧発生部１４にお
いて位置２３で分けられる内周側２６と外周側２７とで
表面張力が等しく、潤滑流体の量もその両側で等しくな
って、内周側２６から外周側２７へ流出する潤滑流体を
無くして、回転スリーブ２の浮上量の低下が無く、高速
回転、高温の環境下で発生する潤滑流体の不足によるモ
ータのロックや焼き付けを防止できる。
３は、スラスト側動圧発生部に形成された最大圧力発生
部位であって、運転中のスラスト側動圧発生部１４にお
いて位置２３で分けられる内周側２６と外周側２７とで
表面張力が等しく、潤滑流体の量もその両側で等しくな
って、内周側２６から外周側２７へ流出する潤滑流体を
無くして、回転スリーブ２の浮上量の低下が無く、高速
回転、高温の環境下で発生する潤滑流体の不足によるモ
ータのロックや焼き付けを防止できる。
【００３４】この位置２３は下記のように表現できる。
図２と図３に示すように、スラスト側動圧発生部におけ
る回転スラスト側の有効内径ｄ１は、固定スラスト板９
の上面の上面に形成された動圧発生溝１５を考える場合
には回転スラスト板１２の内径である。固定スラスト板
９の外径をｄ２，スラスト側動圧発生部に形成された動
圧発生用グルーブの最大圧力発生部位の径をｄ３とした
場合に、 ｄ２2 − ｄ３2 ≒ ｄ３2 − ｄ１2 と内周側と外周側の面積をほぼ等しく設定することによ
って実現できる。
図２と図３に示すように、スラスト側動圧発生部におけ
る回転スラスト側の有効内径ｄ１は、固定スラスト板９
の上面の上面に形成された動圧発生溝１５を考える場合
には回転スラスト板１２の内径である。固定スラスト板
９の外径をｄ２，スラスト側動圧発生部に形成された動
圧発生用グルーブの最大圧力発生部位の径をｄ３とした
場合に、 ｄ２2 − ｄ３2 ≒ ｄ３2 − ｄ１2 と内周側と外周側の面積をほぼ等しく設定することによ
って実現できる。
【００３５】また、回転スリーブ２の凹部１０の開口部
の内径をｄ４とした場合に、 ｄ２（ｄ４−ｄ２） ＞ ｄ１（（ｄ３−ｄ１）−（ｄ
２−ｄ３）） に設定すると、長期運転でスラスト側動圧発生部に発生
する気泡は、圧力均等の点から、 （ｄ１／ｄ２）＊（（ｄ３−ｄ１）−（ｄ２−ｄ３）） の幅で固定スラスト板９の外周部に溜まる。このとき、
固定スラスト板９と回転スリーブ２の間の凹部１０の開
口部内径の幅を、この気泡の幅より広くすることによっ
て、固定スラスト板９の外周からの潤滑流体の供給が可
能となり、長寿命の流体軸受装置を実現できる。
の内径をｄ４とした場合に、 ｄ２（ｄ４−ｄ２） ＞ ｄ１（（ｄ３−ｄ１）−（ｄ
２−ｄ３）） に設定すると、長期運転でスラスト側動圧発生部に発生
する気泡は、圧力均等の点から、 （ｄ１／ｄ２）＊（（ｄ３−ｄ１）−（ｄ２−ｄ３）） の幅で固定スラスト板９の外周部に溜まる。このとき、
固定スラスト板９と回転スリーブ２の間の凹部１０の開
口部内径の幅を、この気泡の幅より広くすることによっ
て、固定スラスト板９の外周からの潤滑流体の供給が可
能となり、長寿命の流体軸受装置を実現できる。
【００３６】上記実施の形態の各部の具体的な数値は、 ｄ１ ＝ ２．７０ｍｍ ｄ２ ＝ ６．５０ｍｍ ｄ３ ＝ ４．９８ｍｍ ｄ４ ＝ ６．９０ｍｍ であった。
【００３７】なお、上記の各実施の形態では固定スラス
ト板９の上面の動圧発生溝１５について説明したが、固
定スラスト板９の下面の動圧発生溝１６についても同様
であり、動圧発生溝１５，１６をプレス加工で作成する
場合には、動圧発生溝１５，１６のｄ３の位置を同一に
設定することが固定スラスト板９の加工性が良好であ
る。
ト板９の上面の動圧発生溝１５について説明したが、固
定スラスト板９の下面の動圧発生溝１６についても同様
であり、動圧発生溝１５，１６をプレス加工で作成する
場合には、動圧発生溝１５，１６のｄ３の位置を同一に
設定することが固定スラスト板９の加工性が良好であ
る。
【００３８】なお、上記の実施の形態では動圧発生溝１
５，１６をヘリングボーン溝で構成したが、これに限定
されるものではなく、その他の形状の溝で構成すること
もできる。したがって、本発明では、スラスト側動圧発
生部に形成された動圧発生用グルーブの最大圧力発生部
位の位置を基準に技術範囲を限定している。
５，１６をヘリングボーン溝で構成したが、これに限定
されるものではなく、その他の形状の溝で構成すること
もできる。したがって、本発明では、スラスト側動圧発
生部に形成された動圧発生用グルーブの最大圧力発生部
位の位置を基準に技術範囲を限定している。
【００３９】
【発明の効果】以上のように本発明の流体軸受装置は、
スラスト側動圧発生部に形成された動圧発生用グルーブ
の最大圧力発生部位の位置を、スラスト側動圧発生部の
ラジアル方向の１／２よりも固定スラスト板の外径側に
設定したため、スラスト方向の浮上量の低下が無く、高
速回転、高温の環境下で発生する潤滑流体の不足による
ロックや焼き付けを防止でき、長期間にわたって安定に
動作する信頼性の高い装置を実現できるものである。し
たがって、特にハードディスク装置に好適な流体軸受装
置を実現できる。
スラスト側動圧発生部に形成された動圧発生用グルーブ
の最大圧力発生部位の位置を、スラスト側動圧発生部の
ラジアル方向の１／２よりも固定スラスト板の外径側に
設定したため、スラスト方向の浮上量の低下が無く、高
速回転、高温の環境下で発生する潤滑流体の不足による
ロックや焼き付けを防止でき、長期間にわたって安定に
動作する信頼性の高い装置を実現できるものである。し
たがって、特にハードディスク装置に好適な流体軸受装
置を実現できる。
【図１】本発明の実施の形態の断面図
【図２】同実施の形態の要部の拡大図
【図３】同実施の形態の要部の拡大図
【図４】同実施の形態のスラストがたの隙間と耐衝撃の
測定図
測定図
【図５】同実施の形態の固定スラスト板のヘリングボー
ン溝を示す平面図と断面図
ン溝を示す平面図と断面図
【図６】従来の流体軸受装置の断面図
【図７】図６の要部の拡大図
【図８】一般的な固定スラスト板のヘリングボーン溝を
示す平面図
示す平面図
１ 固定軸 ２ 回転スリーブ ３ 下ケース ４ ハードディスク ５ ラジアル側動圧発生部 ６ 動圧発生溝 ７ 雄ねじ部 ８ 延長軸 ９ 固定スラスト板 １０ 回転スリーブの側の凹部 １１ 回転スラスト板の中心孔 １２ 回転スラスト板 １３ ネジ １４ スラスト側動圧発生部 １５，１６ 固定スラスト板の動圧発生溝 １７ ステータ巻線 １８ マグネット １９ 上ケース ２０ ネジ ２１ 潤滑流体 ２４ ネジ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福谷 秀志 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 少なくとも一方の端部が固定された固定
軸とこの固定軸に回動自在に枢支された回転スリーブと
の間に潤滑流体をポンピングして非接触回転する流体軸
受装置であって、 固定軸の側には固定スラスト板を設け、 回転スリーブの側には前記固定スラスト板の下面と上面
および前記下面と上面をつなぐ外周面に沿った対向面で
構成される凹部を設け、 前記固定軸の外周面と前記回転スリーブの中心孔の内周
面とで形成されるラジアル側動圧発生部に動圧発生用グ
ルーブを形成し、 前記固定スラスト板と前記回転スリーブの開口部の内周
面と前記固定スラスト板との対向面で形成されるスラス
ト側動圧発生部に動圧発生用グルーブを形成し、 前記ラジアル側動圧発生部および前記スラスト側動圧発
生部に潤滑流体を充填し、 スラスト側動圧発生部に形成された動圧発生用グルーブ
の最大圧力発生部位の位置を、スラスト側動圧発生部の
ラジアル方向の１／２よりも固定スラスト板の外径側に
設定した流体軸受装置。 - 【請求項２】 スラスト側動圧発生部における回転スラ
スト側の有効内径をｄ１，固定スラスト板の外径をｄ
２，スラスト側動圧発生部に形成された動圧発生用グル
ーブの最大圧力発生部位の径をｄ３とした場合に、 ｄ２2 − ｄ３2 ≒ ｄ３2 − ｄ１2 とした請求項１記載の流体軸受装置。 - 【請求項３】 スラスト側動圧発生部における動圧発生
用グルーブを、円周方向のヘリングボーン溝で構成し、
このヘリングボーンの頂点を結ぶ位置を、スラスト側動
圧発生部のラジアル方向の１／２よりも固定スラスト板
の外径側に設定した請求項１記載の流体軸受装置。 - 【請求項４】 基端がケーシングに取り付けられた固定
軸と、 前記固定軸に回転自在に取り付けられ前記固定軸の先端
に対応して前記固定軸よりも大径の開口部が端部に形成
され外周部に負荷が取り付けられた回転スリーブと、 中央に貫通孔が穿設された円盤で前記固定軸の先端に取
り付けられ下面が回転スリーブの前記開口部の底面に対
向して外周面が前記開口部の内周面に対向する固定スラ
スト板と、 基端が前記固定軸の先端に螺合して固定スラスト板を前
記固定軸に係止する延長軸と、 円盤で前記回転スリーブの開口部に取り付けられ中央に
穿設された貫通孔に前記延長軸が挿通された回転スラス
ト板とを設け、 前記固定軸の外周面と前記回転スリーブの中心孔の内周
面とで形成されるラジアル側動圧発生部に動圧発生用グ
ルーブを形成し、 前記固定スラスト板と前記回転スリーブの開口部の内周
面と前記固定スラスト板との対向面で形成されるスラス
ト側動圧発生部に動圧発生用グルーブを形成し、 前記ラジアル側動圧発生部および前記スラスト側動圧発
生部に潤滑流体を充填し、 スラスト側動圧発生部における回転スラスト側の有効内
径をｄ１ 固定スラスト板の外径をｄ２ スラスト側動圧発生部に形成された動圧発生用グルーブ
の最大圧力発生部位の径をｄ３ 回転スリーブの前記開口部の内径をｄ４とした場合に、 ｄ２（ｄ４−ｄ２） ＞ ｄ１（（ｄ３−ｄ１）−（ｄ
２−ｄ３）） に設定した請求項１または請求項３に記載の流体軸受装
置。 - 【請求項５】 請求項１〜請求項４の何れかに記載の流
体軸受装置を使用したモータ。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02627498A JP3894648B2 (ja) | 1998-02-09 | 1998-02-09 | 流体軸受装置 |
| US09/244,038 US6467963B2 (en) | 1998-02-09 | 1999-02-04 | Fluid bearing equipment |
| SG9900356A SG101920A1 (en) | 1998-02-09 | 1999-02-08 | Fluid bearing equipment |
| CN99102352.8A CN1082272C (zh) | 1998-02-09 | 1999-02-09 | 流体轴承装置及使用它的电动机 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02627498A JP3894648B2 (ja) | 1998-02-09 | 1998-02-09 | 流体軸受装置 |
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|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JP3894648B2 JP3894648B2 (ja) | 2007-03-22 |
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- 1999-02-04 US US09/244,038 patent/US6467963B2/en not_active Expired - Fee Related
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- 1999-02-09 CN CN99102352.8A patent/CN1082272C/zh not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20061212 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |